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Preparación de membranas conductoras y diseño de contactos eléctricos para la fabricación de un sensor de presión
RODRIGO MIGUEL OJEDA MOTA
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
Maestría en tecnología de polímeros
En el presente trabajo se prepararon membranas de polidimetilsiloxano con partículas de plata en tamaños nanométrico y micrométrico, así como fibras de carbono. Se evaluó el efecto de la incorporación de los diferentes materiales en las propiedades finales de las membranas. Primero se llevó a cabo la caracterización de los refuerzos de manera individual para las micro y nanopartículas de plata se caracterizaron por medio difracción de rayos X y microscopía electrónica de barrido, las fibras de carbono fueron caracterizadas por difracción de rayos X, microscopía electrónica de barrido, espectroscopia de infrarrojo y espectroscopia de Raman así como por energía dispersiva de rayos X; esto con el objetivo de corroborar las propiedades de los refuerzos antes de incorporarlos al polidimetilsiloxano. Posteriormente se prepararon membranas de polidimetilsiloxano con nanopartículas de plata y micropartículas de plata en concentraciones de 5%, 12%, 20%, 30%, 50%, 60%, 65% y 70% en peso. Para el sistema de polidimetilsiloxano con fibras de carbono las concentraciones utilizadas fueron 1 %, 3%, 5%, y 7% en peso. Las membranas fueron preparadas mediante las técnicas de spin coating para el sistema de polidimetilsiloxano con plata y moldeado estático para el sistema de polidimetilsiloxano con fibras de carbono. Mediante la microscopía de barrido se estudió la dispersión y distribución de los refuerzos en el polidimetilsiloxano. Además ésta técnica se utilizó para determinar los espesores de las membranas obtenidas. Para las membranas de polidimetilsiloxano con fibras de carbono se llevó a cabo la caracterización por medio de espectroscopia de Raman así como análisis por espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier y se comprobó que no existen interacciones químicas entre el polidimetilsiloxano y las fibras. Las membranas obtenidas fueron caracterizadas eléctricamente, para esta evaluación se fabricaron diferentes contactos eléctricos en obleas de silicio. Finalmente se diseñó un arreglo matricial de contactos eléctricos para determinar la posibilidad de utilizar las membranas como sensores de presión. En las membranas de polidimetilsiloxano con partículas de plata no se observaron cambios en la resistencia eléctrica, sin embargo, el sistema de polidimetilsiloxano con fibras de carbono si presentó una disminución en su resistencia eléctrica.
Ésta propiedad fue evaluada en función de la fuerza aplicada para determinar la viabilidad del uso de las membranas en sensores de presión, de éstas mediciones se determinó que es una opción viable al ser comparada con una membrana comercialmente disponible debido a la disminución de la resistencia eléctrica inicial y a presentar una alta linealidad en el cambio de la resistencia eléctrica conforme se aumenta la fuerza aplicada en la membrana para el rango de valores estudiado.
2010
Tesis de maestría
QUÍMICA
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